引言：文中介紹了一種正常/應(yīng)急式全電控液壓作動(dòng)的飛機(jī)剎車(chē)系統(tǒng)架構(gòu)，該系統(tǒng)由相互獨(dú)立的正常剎車(chē)系統(tǒng)和應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)組成，且兩個(gè)系統(tǒng)均為電控液壓作動(dòng)。同時(shí)，基于該系統(tǒng)架構(gòu)為系統(tǒng)組件分配了研制保證等級(jí)，從而驗(yàn)證了該架構(gòu)可在較低地研制成本下滿足飛機(jī)安全性要求。

飛機(jī)的剎車(chē)系統(tǒng)是關(guān)乎飛機(jī)起飛、著陸安全及其性能的重要組成部分，傳統(tǒng)的剎車(chē)系統(tǒng)架構(gòu)為正常/應(yīng)急式，應(yīng)急式采用全機(jī)械鋼索控制，維護(hù)繁瑣，且會(huì)增加重量成本。本文基于傳統(tǒng)的正常/應(yīng)急式剎車(chē)系統(tǒng)架構(gòu)，給出了一種全電控的正常/應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)架構(gòu)。該剎車(chē)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)四輪獨(dú)控、內(nèi)外輪控制，且架構(gòu)中的所有控制指令均由電氣信號(hào)發(fā)出，在保證系統(tǒng)余度的同時(shí)，還可降低維護(hù)的繁瑣性。此外，通過(guò)研制保證等級(jí)（DAL）的分配，驗(yàn)證了其可在較低研制成本下滿足飛機(jī)安全性要求。

一、系統(tǒng)架構(gòu)

（一）正常剎車(chē)系統(tǒng)

正常剎車(chē)系統(tǒng)由剎車(chē)控制器BCU控制，為實(shí)現(xiàn)防滑功能，該控制器選用數(shù)字控制器。其采用4個(gè)獨(dú)立的剎車(chē)控制閥，分別用于調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)單個(gè)機(jī)輪的剎車(chē)壓力，從而實(shí)現(xiàn)各機(jī)輪剎車(chē)壓力的單獨(dú)控制。正常剎車(chē)系統(tǒng)采用兩個(gè)獨(dú)立的切斷閥，且控制器內(nèi)使用獨(dú)立的內(nèi)外側(cè)控制模塊，內(nèi)側(cè)和外側(cè)機(jī)輪剎車(chē)分別采用飛機(jī)#1和#2液壓系統(tǒng)供壓，可使內(nèi)/外側(cè)兩個(gè)機(jī)輪剎車(chē)均實(shí)現(xiàn)完全獨(dú)立的剎車(chē)壓力控制。

此外，正常剎車(chē)系統(tǒng)還包含4個(gè)液壓保險(xiǎn)、4個(gè)壓力傳感器和4個(gè)輪速傳感器。液壓保險(xiǎn)確保起落架上任意一路剎車(chē)液壓管路在發(fā)生泄漏或剎車(chē)裝置液壓油泄漏的情況下，能及時(shí)關(guān)閉，從而防止液壓油的繼續(xù)泄漏。4個(gè)壓力傳感器分別讀取對(duì)應(yīng)機(jī)輪的剎車(chē)壓力，4個(gè)輪速傳感器分別讀取對(duì)應(yīng)機(jī)輪的機(jī)輪轉(zhuǎn)速，而剎車(chē)控制器當(dāng)接收到剎車(chē)壓力和機(jī)輪轉(zhuǎn)速后，則可實(shí)現(xiàn)對(duì)4個(gè)主機(jī)輪的單獨(dú)待反饋獨(dú)立剎車(chē)控制。

（二）應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)

應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)由應(yīng)急剎車(chē)控制器EBCU控制，由于該控制器僅執(zhí)行應(yīng)急剎車(chē)功能，無(wú)需具備防滑功能，因此可采用模擬電路設(shè)計(jì)，降低研發(fā)成本。通過(guò)雙通道的應(yīng)急剎車(chē)閥控制內(nèi)側(cè)和外側(cè)機(jī)輪的剎車(chē)壓力，應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)內(nèi)/外側(cè)機(jī)輪剎車(chē)回路均由壓力傳感器提供剎車(chē)壓力信息反饋，從而為飛行員執(zhí)行應(yīng)急剎車(chē)時(shí)提供參考。

該剎車(chē)系統(tǒng)總體架構(gòu)，如圖1所示。

圖1剎車(chē)系統(tǒng)總體架構(gòu)

（三）獨(dú)立非相似余度設(shè)計(jì)

在電氣控制方面，正常剎車(chē)系統(tǒng)采用數(shù)字式控制器，應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)則采用模擬電路控制器，二者為獨(dú)立非相似設(shè)計(jì)。正常剎車(chē)系統(tǒng)和應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)均有獨(dú)立的輪速傳感器和壓力傳感器，因此實(shí)現(xiàn)了信號(hào)反饋的獨(dú)立性設(shè)計(jì)；而在機(jī)械控制方面，正常剎車(chē)系統(tǒng)和應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)均有獨(dú)立的機(jī)械控制元件，從而實(shí)現(xiàn)了物理上的獨(dú)立。

應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)作為正常剎車(chē)系統(tǒng)的備用系統(tǒng)，需在應(yīng)急情況下使用。正常剎車(chē)系統(tǒng)具有剎車(chē)系統(tǒng)所需的全部功能，如剎車(chē)控制、防滑保護(hù)和接地保護(hù)等。只有當(dāng)正常剎車(chē)系統(tǒng)失效后，才會(huì)啟用應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)單一的比例控制剎車(chē)功能。

二、系統(tǒng)研制保證等級(jí)分配

（一）最嚴(yán)酷失效狀態(tài)

飛機(jī)級(jí)FHA分配給剎車(chē)系統(tǒng)的最嚴(yán)酷失效狀態(tài)為：著陸時(shí)未通告喪失減速功能（Ⅰ級(jí)）；

在系統(tǒng)級(jí)FHA中落實(shí)為：著陸時(shí)未通告完全喪失機(jī)輪剎車(chē)功能（Ⅰ級(jí)）。

（二）研制保證等級(jí)分配

根據(jù)SAEARP4754A提供的研制保證等級(jí)分配的一般原則，在一個(gè)系統(tǒng)構(gòu)架內(nèi)，某些通道作為其他通道的備用，即只有主要通道發(fā)生故障后，才會(huì)使用備用通道。若主要通道可滿足頂層要求，則備用通道DAL可比頂層DAL低兩級(jí)，但>D級(jí)。這種分配須得到適航審定機(jī)構(gòu)的同意和認(rèn)可。結(jié)合系統(tǒng)架構(gòu)特點(diǎn)，本文介紹的剎車(chē)系統(tǒng)研制保證等級(jí)分配結(jié)果如下：

1、根據(jù)系統(tǒng)級(jí)FHA，著落時(shí)“無(wú)通告喪失機(jī)輪剎車(chē)功能”為Ⅰ級(jí)，為其分配FDAL為A級(jí)；

2、機(jī)輪剎車(chē)功能可通過(guò)正常剎車(chē)系統(tǒng)、應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)完成，正常和應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)的液壓與電氣控制均不共用，采取獨(dú)立設(shè)計(jì)。應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)采用模擬電路控制，與正常系統(tǒng)獨(dú)立非相似設(shè)計(jì)。根據(jù)DAL分配原則，結(jié)合系統(tǒng)構(gòu)架及工程經(jīng)驗(yàn)，為“正常剎車(chē)系統(tǒng)故障”分配A級(jí)，“應(yīng)急剎車(chē)系統(tǒng)故障”分配C級(jí)；

3、飛機(jī)#1液壓系統(tǒng)故障、正常剎車(chē)系統(tǒng)元件故障和BCU無(wú)法按指令控制剎車(chē)，其中任一事件發(fā)生，則均會(huì)導(dǎo)致正常剎車(chē)系統(tǒng)故障，因此為這3個(gè)事件分配A級(jí)；

4、BCU故障引起剎車(chē)失效或BCU供電失效，任意一種均會(huì)導(dǎo)致BCU無(wú)法按指令控制剎車(chē)，故為兩中事件分配A級(jí)；

5、BCU軟/硬件任意一種失效將均會(huì)導(dǎo)致剎車(chē)失效，因此為BCU軟、硬件均分配A級(jí)。

三、結(jié)束語(yǔ)

文中給出了全電控液壓作動(dòng)式正常/應(yīng)急剎車(chē)控制模式的剎車(chē)系統(tǒng)架構(gòu)，降低了全機(jī)械式應(yīng)急系統(tǒng)的維護(hù)難度。通過(guò)研制保證等級(jí)的分配，應(yīng)急系統(tǒng)研制保證等級(jí)為C，證明了該系統(tǒng)架構(gòu)可在較低研制成本下完成，并符合飛機(jī)安全性要求。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：上海飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究部）

作者簡(jiǎn)介

鄭占君（1984-），男，碩士。研究方向：剎車(chē)控制。